-
Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit einer Gegendruckplatte und einer gegenüber dieser axial verlagerbar und drehfest aufgenommenen, von einer sich an einem Gehäuse abstützenden Tellerfeder beaufschlagten Anpressplatte, einer mittels Reibbelägen zwischen der Gegendruckplatte und Anpressplatte axial verspannbaren Kupplungsscheibe und einer selbsttätigen Nachstelleinrichtung zur Kompensation eines Verschleißes der Reibbeläge mit einem zwischen Anpressplatte und Tellerfeder verdrehbar angeordneten, von einem an der Anpressplatte befestigten Spindeltrieb angetriebenen Rampenring, einer an dem Gehäuse angeordneten, bei einem vorgegebenen Verschleiß einen Formschluss mit einem auf einer Spindelwelle angeordneten Ritzel des Spindeltriebs bildenden und nach Bildung des Formschlusses bei sich öffnender Reibungskupplung das Ritzel um einen vorgegebenen Verdrehwinkel in eine erste Drehrichtung verdrehenden Klinke sowie zumindest einer das Ritzel in die der ersten Drehrichtung entgegengesetzte, zweite Drehrichtung sperrende Sperrklinke.
-
Aus der
DE 10 2008 051 100 A1 ist eine gattungsgemäße Reibungskupplung mit einer selbsttätig wirksamen Nachstelleinrichtung bekannt. Hierbei ist an dem Gehäuse der Reibungskupplung eine Klinke angeordnet, die im Normalzustand der Reibungskupplung während der Betätigungsvorgänge Öffnen und Schließen der Reibungskupplung auf einer Außenverzahnung eines Ritzels gleitet. Das Ritzel ist an der Endseite einer Spindelwelle eines Spindeltriebs angeordnet, wobei der Spindeltrieb mittels eines Halters an der Anpressplatte aufgenommen ist, so dass bei den Betätigungsvorgängen der Reibungskupplung, bei denen die Anpressplatte vom durch die Tellerfeder vorgespannten, geschlossenen Zustand während einer Öffnungsbewegung von den zwischen Anpressplatte und Gehäuse oder Gegendruckplatte angeordneten Blattfedern in den offenen Zustand verlagert wird. Hierbei tritt eine Relativbewegung zwischen Anpressplatte und Gehäuse und damit zwischen Ritzel und Klinke auf. Nimmt die Dicke der Reibbeläge ab, entfernt sich die Anpressplatte und mit dieser das Ritzel von der Klinke. Bei einem durch die Teilung der Außenverzahnung des Ritzels vorgegebenen, einem vorgegebenen Reibbelagsverschleiß entsprechenden Relativweg rastet die Klinke formschlüssig in die Außenverzahnung des Ritzels ein. Beim nächsten Öffnungsvorgang der Reibungskupplung stützt sich das Ritzel an der Klinke ab und wird entlang des Lüftwegs der Anpressplatte verdreht. Hierdurch wird die Spindelwelle verdreht und eine auf der Spindelwelle in Drehrichtung gesperrte Spindelmutter axial längs der Drehachse der Spindelwelle verlagert. Die Spindelmutter greift in den zwischen Anpressplatte und Tellerfeder angeordneten Rampenring ein und verdreht diesen um einen den Übersetzungen der kinematischen Kette von Klinke bis zum Rampenring folgenden Betrag. Zwischen Rampenring und Anpressplatte sind in Umfangsrichtung ausgebildete Rampen angeordnet, so dass der Abstand zwischen Tellerfeder und einer Reibfläche der Anpressplatte gegenüber den Reibbelägen erhöht und somit der Verschleiß an den Reibbelägen ausgeglichen wird.
-
Um ein beispielsweise durch Vibrationen und dergleichen verursachtes Rückdrehen der Nachstelleinrichtung, die einen Nachstellvorgang zumindest teilweise zunichte machen würde, zu verhindern, wird in der
DE 10 2009 035 229 A1 eine Reibungskupplung mit einer selbsttätigen Nachstelleinrichtung vorgeschlagen, bei der zumindest eine in gegenüber der Drehrichtung des Ritzels während einer durch die Klinke bewirkten Nachstellung entgegengesetzte Drehrichtung sperrende Sperrklinke vorgesehen ist. Durch die formschlüssig in die Außenverzahnung im Sinne eines Freilaufs einrastende(n) Sperrklinke(n) ist ein kein Rückdrehen des Ritzels möglich, wenn dieses beispielsweise fertigungsbedingt nachgestellt oder wenn die Nachstelleinrichtung nach Austausch einer Kupplungsscheibe mit verschlissenen Reibbelägen wieder in den ursprünglichen Zustand rückversetzt werden soll. Ein Lösen der Sperrklinke(n) kann insbesondere in einfachen Servicebetrieben zur Folge haben, dass die Sperrklinke oder Sperrklinken überbogen, geknickt oder in ähnlicher Weise verändert oder beschädigt werden, so dass eine Verhinderung einer Rückstellung einer eingestellten Nachstellposition nicht sicher gewährleistet ist.
-
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Reibungskupplung mit selbsttätiger Nachstelleinrichtung, bei der die Stellung des Rampenrings im Neuzustand oder nach einer Wartung in einfacher Weise frei einstellbar ist.
-
Die Aufgabe wird durch eine Reibungskupplung mit einer Gegendruckplatte und einer gegenüber dieser axial verlagerbar und drehfest aufgenommenen, von einer sich an einem Gehäuse abstützenden Tellerfeder beaufschlagten Anpressplatte, einer mittels Reibbelägen zwischen der Gegendruckplatte und Anpressplatte axial verspannbaren Kupplungsscheibe und einer selbsttätigen Nachstelleinrichtung zur Kompensation eines Verschleißes der Reibbeläge mit einem zwischen Anpressplatte und Tellerfeder verdrehbar angeordneten, von einem an der Anpressplatte befestigten Spindeltrieb angetriebenen Rampenring, einer an dem Gehäuse angeordneten, bei einem vorgegebenen Verschleiß einen Formschluss mit einem auf einer Spindelwelle angeordneten Ritzel des Spindeltriebs bildenden und nach Bildung des Formschlusses bei sich öffnender Reibungskupplung das Ritzel um einen vorgegebenen Verdrehwinkel in eine erste Drehrichtung verdrehenden Klinke sowie zumindest einer das Ritzel in die der ersten Drehrichtung entgegengesetzte, zweite Drehrichtung sperrende Sperrklinke gelöst, wobei zwischen Ritzel und Spindelwelle eine reibschlüssige Welle-Nabe-Verbindung ausgebildet ist. Durch eine entsprechende Einstellung des Reibmoments zwischen dem als Nabe ausgebildeten Ritzel mit den auf dieses einwirkenden Elementen in Form von Klinke und zumindest einer Sperrklinke und der Spindelwelle kann der Rampenring von dem Ritzel abgekoppelt und für sich justiert und eingestellt werden. Hierbei wird bei durch Überwinden des Reibschlusses angekoppeltem Ritzel durch Verdrehen der Spindelwelle der Rampenring in eine entsprechende Verdrehposition gebracht, wodurch der Arbeitspunkt, das heißt, die axiale Position der Reibfläche der Anpressplatte bei geschlossener Reibungskupplung frei einstellbar ist. Beispielsweise kann der Rampenring mittels der Antriebswelle im Neuzustand der Reibungskupplung bei geöffneter Reibungskupplung auf einen vorbestimmten Arbeitspunkt justiert werden, wobei der Arbeitspunkt überkompensiert werden kann, um ein anfängliches Setzen der Reibbeläge und dergleichen vorwegzunehmen. Weiterhin kann nach Erreichen der Verschleißgrenze der Reibbeläge und Austausch der Kupplungsscheibe mittels der Spindelwelle der Rampenring in den Anfangszustand zurückverdreht werden.
-
Hierbei hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn ein Reibmoment der Welle-Nabe-Verbindung größer als ein über die Klinke übertragenes Antriebsmoment ist, so dass ein Antriebsmoment der Klinke auf das Ritzel sicher auf die Spindelwelle übertragen wird. Das Reibmoment kann dabei so ausgelegt werden, dass die Welle-Nabe-Verbindung als Rutschkupplung dient, wenn der Rampenring und/oder die Spindelwelle blockieren. Hierdurch wird eine Beschädigung der Klinke vermieden, so dass diese vergleichsweise starr an dem Gehäuse aufgenommen werden kann. Weiterhin kann das Reibmoment kleiner als ein von der zumindest einen Sperrklinke aufgebrachtes Stützmoment ausgelegt werden, um ein Verdrehen der Spindelwelle zu ermöglichen. Hierbei wird das Reibmoment möglichst hoch gewählt, um eine Rückstellung des Ritzels weiterhin aufrecht zu erhalten.
-
Zur neutralen Ausbildung der Welle-Nabe-Verbindung ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, die Welle-Nabe-Verbindung in den Bauraum des Ritzels zu integrieren. Hierzu kann das Ritzel radial innerhalb eines Außenprofils zumindest einseitig, bevorzugt jedoch beidseitig axial ausgenommen sein und eine Reibfläche bevorzugt zwei gegenüberliegende Reibflächen für einen beziehungsweise zwei sich zwischen Spindelwelle und Ritzel abstützenden Energiespeicher aufweisen. Die Abstützung kann radial erfolgen, um ein einfach zu montierendes Stecksystem einsetzten zu können, haben sich axial wirksame Energiespeicher erwiesen, die axial an der Spindelwelle abstützen und axial gegen die zugehörigen Reibflächen vorgespannt sind. Hierbei können das Ritzel und der oder die zugehörigen Energiespeicher in einfacher Weise auf die Spindelwelle aufgefädelt und mittels Axialanschlägen gegeneinander verspannt werden.
-
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist hierbei das Ritzel axial schwimmend und verdrehbar auf der Spindelwelle aufgenommen, wobei sich bevorzugt einer der Energiespeicher gegenüber einer Schulter der Antriebswelle axial abstützt, das heißt gegen diese axial vorgespannt ist. Ein einziger oder weiterer Energiespeicher kann weiterhin gegenüber einem an der Spindelwelle axial fest aufgenommenen Sicherungsring abgestützt sein.
-
Zum Schutz der Welle-Nabe-Verbindung vor Verschmutzung kann diese gekapselt ausgebildet sein, indem je nach Ausführung des Reibeingriffs – einseitig oder beidseitig – entsprechende Dichtelemente wie Dichtscheiben zwischen Spindel und Ritzel angeordnet sind. Diese können zwischen dem Energiespeicher und dessen axialer Abstützung an der Spindelwelle vorgesehen sein. Weiterhin kann, falls die Welle-Nabe-Verbindung nass betrieben werden soll und entsprechend zumindest teilweise mit Schmiermittel befüllt ist, mittels der Dichtelemente nach außen abgedichtet sein.
-
Die Verdrehung der Spindel zur Justierung oder Prüfung der Funktionsfähigkeit der Nachstelleinrichtung erfolgt bevorzugt mittels eines Verdrehwerkzeugs, beispielsweise einem Schraubendreher, einem Steck- oder Gabelschlüssel oder dergleichen. Hierzu kann die Spindelwelle an zumindest einer Stirnseite, bevorzugt an der zu dem Ritzel benachbarten Stirnseite Formschlussprofil für das Verdrehwerkzeug aufweisen, beispielsweise ein Mehrkantaußen- oder Mehrkantinnenprofil, ein Vielzahnprofil, Schlüsselflächen, Schlitzprofil oder dergleichen.
-
Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 einen Teilschnitt durch eine Reibungskupplung mit selbsttätiger Nachstelleinrichtung,
-
2 eine schematische Darstellung des Spindeltriebs der Reibungskupplung der 1 und
-
3 ein Detail des Spindeltriebs der 3 mit einer reibschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung.
-
1 zeigt einen Teilschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Reibungskupplung 1 entlang deren Drehachse 2, wobei nur eine Hälfte mit der selbsttätigen Nachstelleinrichtung 3 dargestellt ist. Die Reibungskupplung 1 enthält das Gehäuse 4, in dem die Anpressplatte 5 mittels in diesem Schnitt nicht ersichtlichen Energiespeichern wie Blattfedern drehfest und axial verlagerbar aufgenommen ist. Weiterhin ist in dem Gehäuse 4 das Hebelsystem 6 in Form der Tellerfeder 7 aufgenommen, die radial innen Tellerfederzungen 8 aufweist, die von einem nicht dargestellten Ausrücksystem axial verlagert werden. Das gezeigte Ausführungsbeispiel ist eine gedrückte Reibungskupplung 1, die bei einer Beaufschlagung der Tellerfederzungen 8 durch Drücken ausgerückt wird. Hierzu ist die Tellerfeder 7 mittels der beiden Drahtringe 9, 10 am Gehäuse 4 verschwenkbar durch nicht dargestellte, beide Drahtringe 9, 10 gegeneinander verspannende Nieten unter Ausbildung eines zweiarmigen Hebels abgestützt, wobei der radial äußere Kraftrand 11 die Anpressplatte 5 gegenüber einer nicht dargestellten Gegendruckplatte unter Verspannung von ebenfalls nicht dargestellten Reibbelägen verspannt. Hierzu ist zwischen der Anpressplatte 5 und der Tellerfeder 7 der Rampenring 12 verspannt, der mit dem auf der Anpressplatte 5 aufgenommenen Spindeltrieb 13 mit dem Ritzel 14 und der an dem Gehäuse 4 aufgenommenen Klinke 15 zusammenarbeitet.
-
Die Klinke 15 liegt unter Vorspannung auf der Außenverzahnung 16 des Ritzels 14 auf und gleitet während der bei Betätigungsbewegungen der Reibungskupplung 1 axial verlagerten Anpressplatte 5. Wandert die Anpressplatte 5 infolge Verschleiß der Reibbeläge vom Gehäuse 4 weg, rastet bei geschlossener Reibungskupplung 1 die Klinke 15 in die Außenverzahnung 16 formschlüssig ein. Beim nachfolgenden Öffnungsvorgang stützt sich das Ritzel 14 an der Klinke 15 ab und wird verdreht. Um ein Rückverdrehen des Ritzels zu verhindern, ist die Sperrklinke 17 vorgesehen, welche formschlüssig unter Bildung eines Freilaufs mit zur Klinke 15 gegenläufiger Wirkung in die Außenverzahnung 16 eingreift. Zur höheren Auflösung des gesperrten Verdrehwinkels kann die Sperrklinke 17 mehrere, beispielsweise nebeneinander liegende Gabeln unterschiedlicher Länge aufweisen.
-
2 zeigt den Spindeltrieb 13 in schematischer Darstellung mit Bezug auf die Bauteile der Reibungskupplung 1 der 1. Mittels des Halters 18 ist die Spindelwelle 19 verdrehbar an der Anpressplatte 5 aufgenommen. Auf der Spindelwelle 19 ist drehfest und axial verlagerbar die Spindelmutter 20 aufgenommen, welche mittels des Mitnehmers 21 in den Rampenring 12 eingreift. Das Ritzel 14 mit der Außenverzahnung 16 ist unter Bildung der Welle-Nabe-Verbindung 22 auf der Spindelwelle 19 aufgenommen. Die reibschlüssige Welle-Nabe-Verbindung 22 bildet ein Reibmoment zwischen dem Ritzel 14 und der Spindelwelle 19 aus, welches das Antriebsmoment der Klinke 15 auf die Spindelwelle während eines Nachstellvorgangs gewährleistet. Hierbei wird die Spindelwelle 19 in Richtung des Pfeils 23 verdreht. Hierbei wird die Spindelmutter 20 axial auf der Spindelwelle 19 verlagert, so dass der Rampenring 12 in Richtung des Pfeils 24 verdreht wird und mittels der nicht dargestellten, in Umfangsrichtung wirksamen Rampen zwischen Rampenring 12 und Anpressplatte 5 ein durch eine Abnahme der Reibbeläge bewirkter Verschleißabstand zwischen Gegendruckplatte und Anpressplatte zur Beibehaltung der korrekten Stellung der Tellerfeder 7 zwischen Anpressplatte 5 und Tellerfeder 7 ausgeglichen wird.
-
Während der Lebensdauer der Kupplungsscheibe wandert die Spindelmutter 20 während der nachfolgend mit zunehmendem Verschleiß detektierten und umgesetzten Nachstellvorgänge in Richtung Ritzel 14. Wird die Kupplungsscheibe ersetzt, wird die Spindelmutter 20 zurückverdreht, indem die Spindelwelle 19 unter Überwindung des Reibmoments der Welle-Nabe-Verbindung in die der Drehrichtung der Nachstellvorgänge entgegengesetzte Drehrichtung in Richtung des Pfeils 25 verdreht wird. Hierzu ist an der Stirnseite der Spindelwelle 19 das Formschlussprofil 26 vorgesehen, an dem ein komplementär ausgebildetes Verdrehwerkzeug angreifen kann.
-
3 zeigt die Welle-Nabe-Verbindung 22 der 2 im Detail. Das Ritzel 14 ist axial schwimmend und verdrehbar auf der Spindelwelle 19 aufgenommen. Radial innerhalb und auf den axialen Bauraum der Außenverzahnung 16 beschränkt sind beidseitig der Nabe 27 die Energiespeicher 28 in Form von Tellerfedern 29 in den Ausnehmungen 30 des Ritzels 14 aufgenommen und gegen die Reibflächen 32 der Nabe 27 axial vorgespannt. Hierzu stützen sich die Tellerfedern 29 an der Schulter 33 der Spindelwelle 19 beziehungsweise an dem axial in dieser fest eingebrachten Sicherungsring 34 ab. Zur Abdichtung der Welle-Nabe-Verbindung 22 nach außen oder von außen ist zwischen den Tellerfedern 29 und den axialen Anschlägen jeweils ein Dichtelement 31, beispielsweise eine Dichtscheibe vorgesehen, das unter Einhaltung eines Dichtspalts berührungslos oder – nicht dargestellt – mittels einer Dichtlippe gegenüber dem Ritzel 14 abdichtet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Reibungskupplung
- 2
- Drehachse
- 3
- Nachstelleinrichtung
- 4
- Gehäuse
- 5
- Anpressplatte
- 6
- Hebelsystem
- 7
- Tellerfeder
- 8
- Tellerfederzungen
- 9
- Drahtring
- 10
- Drahtring
- 11
- Kraftrand
- 12
- Rampenring
- 13
- Spindeltrieb
- 14
- Ritzel
- 15
- Klinke
- 16
- Außenverzahnung
- 17
- Sperrklinke
- 18
- Halter
- 19
- Spindelwelle
- 20
- Spindelmutter
- 21
- Mitnehmer
- 22
- Welle-Nabe-Verbindung
- 23
- Pfeil
- 24
- Pfeil
- 25
- Pfeil
- 26
- Formschlussprofil
- 27
- Nabe
- 28
- Energiespeicher
- 29
- Tellerfeder
- 30
- Ausnehmung
- 31
- Dichtelement
- 32
- Reibfläche
- 33
- Schulter
- 34
- Sicherungsring
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102008051100 A1 [0002]
- DE 102009035229 A1 [0003]
